De tre er mistenkt for å tilhøre den militante islamistiske gruppen «Marokko-martyrene», og ble arrestert i byen Gandía i Valencia-regionen onsdag.
Gruppen skal ha planlagt terrorangrep mot den nasjonale straffedomstolen i Madrid og mot jernbanestasjoner og monumentale bygninger i den spanske hovedstaden, ifølge elmundo.es.
En av de tre arresterte skal være en nær fortrolig til den antatte lederen i «Marokko-martyrene», Mohamed Achraf, som sitter i fengsel i Sveits.
Arrestasjonene er en del av forhørsdommer Baltazar Garzóns nye offensiv mot militante islamistiske grupper.
(NTB)